thiết kế hệ thống điều hoà không khí chotoà nhà trụ sở thời báo kinh tế Việt Nam 96 Hoàng Quốc Việt Hà Nội

Ngời kỹ s ngành lạnh phải chú ý và quan tâm hàng đầu đến công việctính toán và thiết kế một hệ thống điều hoà không khí để làm sao đáp ứng đợcnhững yêu cầu của ngời sử dụng, cũng nh yêu

Lời nói đầu

Từ ngàn xa, con ngời đã có ý thức tạo ra điều kiện không khí tiện nghichung quanh mình để cho cơ thể đợc thoải mái Mùa đông biết sởi lửa, mùa hèbiết đón gió hay quạt mát bằng các bản lá, lá cọ…Không chỉ vậy họ còn biếttìm những hang động và những mạch nớc ngầm mát mẻ để bảo quản thựcphẩm cho đỡ bị ôi thiu…Điều kiện khí hậu quả là yếu tố quan trọng ảnh hởngtrực tiếp đến đời sống của con ngời

Con ngời chỉ thực sự biết đến kỹ thuật điều hoà không khí từ khi cuộccách mạng kha học kỹ thuật nổ ra ở đầu thế kỷ 20 Cùng với sự phát triển củanhiều ngành khoa học khác thì khoa học kĩ thuật nghiên vứu về điều koàkhông khí đã dần đợc hoàn thiện và trở thành một bộ phận không thể tách rờicủa một xã hội văn minh hiện đại Ngày nay điều tiết không khí nhằm tạo ra

vi khí hậu nhân tạo,không khí có trạng thái phù hợp với yêu cầu công nghệcũng nh ăn, ở và làm việc của con ngời

Việt Nam hiện tại cũng nh trong tơng lai điều hoà không khí phát triểnkhông ngừng và ngày càng có vị trí quan trọng trong nền kinh tế đang pháttriển Điều hoà không khí đã đợc sử dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau của

đời sống nh: các toà nhà cao tầng, khách sạn, cơ quan, cac ngành giao thông,sản xuất, chế biến

Ngời kỹ s ngành lạnh phải chú ý và quan tâm hàng đầu đến công việctính toán và thiết kế một hệ thống điều hoà không khí để làm sao đáp ứng đợcnhững yêu cầu của ngời sử dụng, cũng nh yêu cầu kỹ thuật, và phải có hiệuquả kinh tế cao trong quá trình vận hành hệ thống

Theo nhiệm vụ đơc giao: “thiết kế hệ thống điều hoà không khí cho

toà nhà trụ sở thời báo kinh tế Việt Nam 96 Hoàng Quốc Việt Hà Nội.”

Đây là một thử thách lớn đối với em khi chuẩn bị tốt nghiệp và để bớc ra thực

tế công việc trong tơng lai Sau quá trình học tập tại nhà trờng cùng sự dạybảo tận tình của thầy cô giáo cũng nh những lần thực tập tại các công trình

trong thực tế.Mặc dù với những điều kiện tốt nh vậy,bản thân em còn thiếukinh nghiệm nên trong quá trình hoàn thành đồ án không thể tránh khỏi sựthiếu sót.Vì vậy em rất mong nhận đợc sự chỉ bảo, góp ý của thầy cô giáo vàcác bạn.

Sự cần thiết của điều hoà không khí, mô tả công trình, chọn thông số thiết kế

1.1 sự cần thiết của điều hoà không khí

Nói đến điều hoà không khí đợc hiểu là sự khống chế về nhiệt độ, độ

ẩm, lu lợng khí sao cho phù hợp đáp ứng với yêu cầu của ngời sử dụng cũng

nh cho công việc sản xuất Để thấy rõ hơn vệ sự cân thiết của điều hoà khôngkhí ta sẽ cùng phân tích ảnh hởng trực tiếp của ba yếu tố trên đối với con ngờicũng nh trong lao động và sản xuất

1.1.1 ảnh hởng của trạng thái không khí tới con ngời

* Nhiệt độ

Trong quá trình lao động sinh hoạt của con ngời đều sản sinh ra nhiệt ợng của cơ thể là 370C Do đó cần giải phóng lợng nhiệt d thừa vào môi trờngxung quanh theo ba phơng thức: đối lu, bức xạ, bay hơi

l-Phơng thức truyền nhiệt đối lu và bức xạ đều phụ thuộc vào hệ số nhiệt

độ: Bằng hệ số bề mặt ngoài cơ thể với nhiệt độ không khí xung quanh Nhiệtlợng này gọi chung là nhiệt hiện toả ra từ con ngời Do đó nhiệt độ không khíxung quanh là yếu tố gây cảm giác nóng, lạnh rõ rệt với con ngời

Truyền nhiệt bằng bay hơi là nhiệt toả ra khi có sự bay hơi từ thân ngời(do mồ hôi, do hơi thở) Nhiệt lợng bay hơi gọi là nhiệt ẩn toả ra từ ngời

Ta biết rằng cơ thể con ngời tự điều chỉnh thân nhiệt khi nhiệt độ thay

đổi Vào mùa hè (nhiệt độ cao hơn thân nhiệt), cơ thể ta toát mồ hôi để bayhơi nớc vào môi trờng Ngợc lại vào mùa đông (nhiệt độ thấp hơn thân nhiệt),nếu không mặc quần áo ấm sẽ dễ sinh bệnh Vì vậy yếu tố nhiệt độ có ảnh h-ởng rất lớn tới cơ thể

* Độ ẩm tơng đối

Độ ẩm tơng đối của không khí là yếu tố quyết định đến sự bay hơi của

mồ hôi từ cơ thể vào không khí Khi không khí có độ ẩm nhỏ, hơi nớc từ mồhôi dễ dàng bay hơi vào không khí Ngợc lại khi không khí có độ ẩm lớn, chỉ

có một lợng nhỏ mồ hôi bay vào không khí Nếu nhiệt độ của môi trờng lớncộng với độ ẩm lớn thì quá trình tiết mồ hôi từ cơ thể ra càng nhiều, gây chocon ngời cảm giác rất khó chịu, nóng bức

* Tốc độ không khí

Khi tốc độ không khí tăng, lợng nhiệt toả ra từ cơ thể con ngời bằng đối

lu và bằng bay hơi và ngợc lại Qua nghiên cứu cho thấy cơ thể sẽ cảm giác dễchịu khi tốc độ không khí xung quanh khoảng 0,25m/s

Nh vậy ta thấy 3 yếu tố trên có ảnh hởng rất lớn và trực tiếp tới cơ thể

Hệ thống điều hoà không khí sẽ giải quyết những ảnh hởng xấu của các nhân

tố nói trên có hại cho sức khoẻ con ngời, và tạo ra sự thoải mái và tốt cho cơthể

1.1.2 ảnh hởng của trạng thái không khí tới sản xuất.

Mỗi ngành kỹ thuật, sản xuất lại yêu cầu một chế độ vi khí hậu khácnhau do đó ảnh hởng của môi trờng không khí đối với từng ngành là khácnhau.

* Nhiệt độ

Một số ngành sản xuất nh bánh kẹo đòi hỏi nhiệt độ không khí kháthấp (ví dụ ngành sản xuất chế biến Socola cần nhiệt độ 780C, kẹo cao sucần nhiệt độ 200C), nếu nhiệt độ cao quá sẽ làm hỏng sản phẩm Một số ngànhsản xuất và các trung tâm điều khiển tự động, trung tâm đo lờng cần phải duytrì nhiệt độ ổn định và khá thấp để cho máy móc có độ chính xác cao

* Độ ẩm tơng đối

Đây là yếu tố ảnh hởng đến sản xuất nhiều hơn yếu tố nhiệt độ Hầuhết các quá trình sản xuất các thiết bị máy móc, điện tử, thực phẩm, chếbiến đều cần phải duy trì độ ẩm vừa phải và thích hợp Độ ẩm quá thấp sẽlàm tăng quá trình bay hơi nớc từ sản phẩm (gây nứt nẻ, vỡ hoặc biến dạng).Nếu môi trờng có độ ẩm cao sẽ gây nấm mốc, chập cháy, sự hút ẩm

* Tốc độ không khí

chủ yếu liên quan tới việc tiết kiệm năng lợng quạt gió, cũng nh quátrình cỡng bức sự bay hơi Tốc độ gió lớn không chỉ gây cảm giác khó chịuvới ngời sản xuất mà còn làm chậm tiến độ của công việc gia công, và chế tạo

ra sản phẩm Không có gió sẽ làm cho cơ thể yếu đi, hầu hết các ngành côngnghiệp đều cần tới sự thông gió với yêu cầu phù hợp cho sản xuất

Không chỉ có 3 nhân tố trên làm ảnh hởng đến cơ thể con ngời và sảnxuất mà độ sạch của không khí cũng ảnh hởng rất lớn Qua quá trình sinhhoạt, lao động, sản xuất của con ngời cũng nh các phơng tiện giao thông đãlàm cho nguồn không khí bị ô nhiễm: bụi, khí thải, CO2, nó có ảnh hởng rấtlớn đến sức khoẻ dẫn đến thiếu năng suất lao động

Môi trờng tự nhiên không thể đáp ứng hết đợc mọi yêu cầu và những

đòi hỏi của con ngời và sản xuất Vì vậy phải sử dụng các biện pháp tạo ra vikhí hậu nhân tạo từ các hệ thống điều hoà không khí

nh vậy việc sử dụng hệ thống điều hoà không khí là rất cần thiết bởi nó sẽgiúp cho các nhà báo, cán bộ công nhân viên của thời báo có một không gianthoải mái để làm việc Hơn nữa việc khống chế nhiệt độ, độ ẩm của không khítrong toà nhà cũng rất cần thiết cho máy móc trang thiết bị trong ngành.

Toà nhà Thời báo Kinh Tế Việt Nam địa chỉ số 96 đờng Hoàng QuốcViệt Địa điểm này cũng xa trung tâm thủ đô, gần với cầu Thăng Long, nên l-ợng xe chở hàng và khách qua lại rất nhiều không khí rất ô nhiễm

Toà nhà gồm có 9 tầng, diện tích mặt bằng xây dựng 610m2

Theo yêu cầu tính toán trong bản vẽ xây dựng chỉ tính cho 6 tầng đó làcác tầng 1,2,3,4,8 và tầng 9 Tầng 1 gồm có 3 phòng, tầng 2 có 2 phòng, tầng

3 có 3 phòng, tầng 4 và 8 mỗi tầng có 3 phòng, tầng 9 có 3 phòng Cách bố trícác phòng cũng nh diện tích của các phòng ở các tầng là khác nhau

Các hình 3, 4, 5, 6, 7 và 8 thể hiện mặt bằng của 6 tầng nói trên

+ Hệ thống cấp 1: Duy trì các thông số trong nhà với mọi phạm vi

nhiệt độ ngoài trời từ trị số cực tiểu (mùa lạnh), đến trị số cực đại (mùa nóng)

Hệ thống làm việc ở chế độ nhiệt ẩm nghiêm ngặt và chế độ tin cậy cao

+ Hệ thống cấp 2: Duy trì các thông số trong nhà cho phép sai lệch

không quá 200h trong một năm (thông số trong nhà có thể cho phép sai lệch

so với chế độ tính toán khi nhiệt độ, độ ẩm ngoài trời đạt giá trị cực đại hoặccực tiểu)

+Hệ thống cấp 3: Duy trì các thông số trong nhà trong một phạm vi

cho phép với sai lệch tới không quá 400h trong một năm Sử dụng hệ thốngnày khi không yêu cầu nghiêm ngặt về chế độ nhiệt ẩm

Theo nh yêu cầu sử dụng của toà nhà Thời Báo Kinh Tế Việt Nam tachọn hệ thống điều hoà không khí cấp III

*Thông số tính toán trong nhà

Thông số tính toán trong nhà ta có thể chọn theo yêu cầu sử dụng phùhợp cho cả hai mùa đông và mùa hè là:

t T = 250C  20C

T = 65%  5%

*Thông số tính toán ngoài trời

Thông số tính toán không khí ngoài trời đợc chọn theo tiêu chuẩn ViệtNam: TCVN 5687- 1992 và 4088- 85

Độ ẩm trung bình tháng nóng nhất là 83% (tháng 6) Tính nhiệt độ

điểm nóng nhất trong năm

t = 0,5 (ttb

max+ ttb

min )(tháng 6) = 0,5(32,8 + 22,5) = 29,150C  29,20C và độ ẩm 83% dóng theo đ-ờng d = const đến gặp t = 29,20C tại điểm   66% đây là độ ẩm ngoài trờitính toán

Vậy thông số của không khí ngoài trời ở Hà Nội đối với điều hoàkhông khí cấp III là

Ch ơng 2

So sánh các hệ thống điều hoà không khí

Muốn so sánh các hệ thống điều hoà không khí ta phải hiểu về các hệthống và sự phân loại các hệ thống rồi mới rút ra nhận xét và có sự so sánh vềchúng

Hệ thống điều hoà không khí là một tập hợp các máy móc, thiết bị,dụng cụ để tiến hành các qui trình xử lý không khí nh sởi ấm, làm lạnh, khử

ẩm, gia ẩm Điều chỉnh khống chế và duy trì các thông số vi khí hậu trongnhà nh nhiệt độ, độ ẩm, độ sạch, khí trời, sự tuần hoàn phân phối không khítrong phòng nhằm đáp ứng nhu cầu tiện nghi và công nghệ

Việc phân loại và so sánh các hệ thống điều hoà không khí là rất phứctạp vì chúng quá đa dạng và phong phú đáp ứng nhiều ứng dụng cụ thể củahầu hết các ngành kinh tế, tuy nhiên có thể so sánh chúng qua cách phân loạicác hệ thống điều hoà không khí theo các đặc điểm sau:

- Theo mục đích ứng dụng ta có hệ thống điều hoà tiện nghi và điềuhoà công nghệ

- Theo tính chất quan trọng phân ra điều hoà cấp 1, cấp 2 và cấp 3 (nh

đã nói ở phần trên)

- Theo tính tập trung phân ra điều hoà cục bộ, hệ thống điều hoà tổ hợpgọn (với các cụm máy gọn) và hệ thống trung tâm nớc.

- Theo cách làm lạnh không khí phân ra hệ thống trực tiếp (làm lạnhtrực tiếp bằng dàn bay hơi) hoặc gián tiếp (qua nớc lạnh với dàn FCU vàAHU) Loại gián tiếp có thể phân ra loại khô và loại ớt

+ Loại khô là loại có dàn ống xoắn trao đổi nhiệt có cánh, nớc lạnh đitrong ống còn không khí đi bên ngoài ống ( hệ thống kín)

+ Loại ớt còn gọi là dàn phun là loại buồng điều hoà không có dànphun, phun trực tiếp nớc lạnh vào không khí cần làm lạnh (loại này còn gọi là

- Theo năng suất lạnh có thể phân ra loại nhỏ (tới hai tấn lạnh Mỹ hay

24000 Btu/h hoặc 7 kW), loại trung bình từ 3 tấn đến 100 tấn lạnh Mỹ, và loạilớn từ 100 tấn lạnh Mỹ

- Theo chức năng có loại một chiều hoặc hai chiều

+ Máy điều hoà một chiều là loại chỉ có một chức năng làm lạnh

+ Máy điều hoà hai chiều là loại bơm nhiệt có khả năng làm lạnh vàomùa hè và sởi ấm vào mùa đông

- Căn cứ vào kết cấu máy chia ra máy điều hoà một cụm, hai cụm vànhiều cụm

+ Loại một cụm còn đợc gọi là máy điều hoà nguyên cụm nh máy điềuhoà cửa sổ, máy điều hoà lắp trên mái, máy điều hoà nguyên cụm giải nhiệt n-ớc

+ Máy hai và nhiều cụm đợc gọi là máy điều hoà tách Các loại máynày có tên chung là máy điều hoà tổ hợp gọn (theo các đơn nguyên) (unitarypackaged air conditioner) hay gọi tắt là máy điều hoà gọn

- Theo cách bố trí dàn lạnh chia ra loại cửa sổ, treo tờng, treo trần, giấutrần hoặc âm trần, giấu trần cassette, giấu trần cassette một cửa hoặc nhiềucửa thổi, tủ tờng, hộp tờng, kiểu tủ hành lang

- Theo cách làm mát thiết bị ngng tụ chia ra loại giải nhiệt gió (làm mátbằng không khí ) hoặc giải nhiệt nớc (bình ngng làm mát bằng nớc), hoặc kếthợp nớc và gió

- Theo chu trình lạnh có thể phân ra máy lạnh nén hơi, hấp thụ, ejectơhoặc nén khí

- Theo kiểu máy nén pittong, trục vít, rôto, xoắn ốc hoặc tuabin

- Theo kết cấu máy nén chia ra kiểu kín, hở hoặc nửa kín

- Theo cách bố trí hệ thống ống dẫn nớc lạnh của hệ thống WatterChiler chia ra hệ thống 2 đờng ống nớc và hệ thống 3 đờng ống nớc

- Theo hệ thống ống phân phối gió chia ra hệ thống 1 ống gió, 2 ốnggió hoặc hệ thống không ống gió

- Theo cách điều chỉnh gió phân ra loại hệ thống lu lợng không thay

đổi (CAV-Constant Air Volume) và hệ thống lu lợng thay đổi(VAV-VariableAir Volume)

- Theo cách điều chỉnh môi chất lạnh ta có thể phân ra 2 loại, loại điềukhiển ON – OFF (không điều khiển đợc môi chất lạnh) Loại điều chỉnh đợc

lu lợng môi chất lạnh bằng bộ biến tần : VRV (Variable Refrigerant Volume)

Theo các đặc điểm đã phân tích ở trên hệ thống điều hoà không khí cómáy nén đợc phân ra làm 3 loại, đang đợc sử dụng rộng rãi và phổ biến đó là :

* Hệ thống điều hoà không khí cục bộ (Indiviual room air conditioning system) :

Bao gồm 2 loại chính là máy điều hoà cửa sổ và máy điều hoà tách (haicụm), năng suất lạnh đến 24.000 Btu/h (có khi đến 48.000 Btu/h) Có dàn bayhơi làm lạnh không khí trực tiếp và dàn ngng tụ giải nhiệt gió Đây là loại máynhỏ, hoạt động hoàn toàn tự động, lắp đặt vận hành, bảo trì, bảo dỡng rễ ràng,tuổi thọ trung bình, độ tin cậy lớn, giá thành rẻ Rất thích hợp với văn phòng

và căn hộ nhỏ

Nhợc điểm cơ bản của hệ thống cục bộ là khó áp dụng cho các phònglớn, hội trờng, phân xởng, nhà hàng, cửa hàng, các toà nhà cao tầng nh kháchsạn trụ sở Vì khi khi lắp đặt phải treo nhiều dàn nóng ngoài nhà, sẽ làm mất

mỹ quan và phá vỡ kiến trúc của toà nhà

* Hệ thống điều hoà không khí tổ hợp gọn (Unitary packaged air conditiong system):

Là loại máy hoặc hệ thống điều hoà cỡ trung bình bố trí gọn thành các

tổ hợp thiết bị có năng suất lạnh từ 3 đến 100 tấn lạnh Mỹ, dàn bay hơi làmlạnh không khi trực tiếp, dàn ngng tụ giải nhiệt gió hoặc hơi nớc Kiểu mộtcụm (máy điều hoà thơng nghiệp đặt trên mái, máy điều hoà nguyên cum giảinhiệt nớc ) hoặc máy kiểu tách hai cụm hoặc nhiều cụm (kiểu treo tờng, tủ t-ờng, treo trần, giấu trần ) Hoặc kiểu VRV có hoặc không có ống gió, mộtchiều hoặc hai chiều

Ưu điểm chính là khả năng làm lạnh không khí trong phòng tốt hơn sovới hệ điều hoà cục bộ Tuy nhiên có nhợc điểm là khả năng sử dụng lạnh cục

bộ là khó hơn vì một máy có thể phục vụ nhiều buồng và điều chỉnh năng suấtlạnh bao giờ cũng gắn liền với tổn thất công suất

Tuổi thọ của điều hoà tổ hợp gọn là trung bình Đối với điều hoà tách

và nguyên cụm vấn đề bảo dỡng và sửa chữa định kỳ nói chung là ít thờngxuyên hơn so với điều hoà cục bộ, riêng với hệ VRV thì có nhiều loại đợctrang bị hệ thống chuẩn đoán và đa ra lỗi giúp cho ngời sử dụng dễ phát hiện

và dễ sửa chữa

Vốn đầu t ban đầu và giá vận hành đối với hệ điều hoà tách, nguyêncụm là trung bình, không gian lắp đặt máy làm mất mỹ quan và ảnh hởng tớikiến trúc công trình Trong khi đó hệ VRV có vốn đầu t ban đầu là cao nhấtnhng chi phí vận hành lại thấp nhất, đồng thời khả năng ảnh hởng đến cảnhquan và kiến trúc của toà nhà hầu nh là không có, tuy nhiên phải lắp đặt đờngống dẫn môi chất và hệ điều khiển phức tạp

* Hệ điều hoà không khí trung tâm nớc (Hydraulic central air conditioning system)

Là loại hệ thống điều hoà dán tiếp bằng nớc lạnh với máy làm lạnh nớc(watter chiller) và các dàn làm lạnh không khí bằng nớc lạnh FCU (Fancoilunit) hoặc AHU (air handling unit) Năng suất lạnh từ 100 tấn lạnh Mỹ trởlên, thiết bị ngng tụ giải nhiệt gió hoặc nớc Hệ thống ống dẫn nớc lạnh có thể

là 2 loại ống, hồi ngợc, 3 hệ ống hoặc 4 hệ ống

Hệ 2 ống nớc (two pipe system) là hệ thống ống nớc cấp cho dàn FCU,AHU với một ống cấp chung và một ống hồi chung cho cả nớc nóng và cả nớclạnh Các FCU và AHU đợc mắc giữa hai ống

Hệ hồi ngợc(reverse return system) là hệ thống hai ống có thêm ốnghồi ngợc để cân bằng áp suất tự nhiên giữa các FCU và AHU

Hệ thống 3 ống cấp riêng rẽ cho nớc nóng và nớc lạnh nhng chỉ có mộtống nớc hồi chung

Hệ thống 4 ống (Four pipe system) hệ thống nớc nóng và lạnh cho cácFCU và AHU với 2 ống cấp và 2 ống hồi tiếp riêng cho nớc nóng và nớc lạnh.

Hệ thống điều hoà trung tâm nớc ứng dụng cho cả lĩnh vực tiện nghi vàcông nghệ (sử dụng thích hợp cho nhà cao tầng, văn phòng, khách sạn, xởngsản xuất ) Nó có u điểm là có khả năng điều chỉnh nhiệt độ tốt nhất và ổn

định nhất, đáp ứng mọi nhu cầu về làm sạch bụi tạp chất, hoá chất và mùi, ítphải bảo dỡng sửa chũa nhất, hệ thống không làm ảnh hởng tới cảnh quan vàkiến trúc của công trình, không gây ồn trong nhà

Tuy nhiên có nhợc điểm là chi phí vận hành và lắp đặt cao, khả năng sửdụng lạnh cục bộ là khó nhất vì không thể cho máy hoạt động khi cần năngsuất lạnh nhỏ do tổn thất công suất lớn Ngoài ra không thể tính tiền điệnriêng biệt cho từng hộ tiêu thụ, mà chỉ tính khoán theo từng diện tích phòng

Bắc

Tây Đông

Nam

Hinh 1: Híng cña c«ng tr×nh

* Tæng diÖn tÝch mÆt b»ng x©y dùng cña c«ng tr×nh lµ

* KÕt cÊu bao che cña toµ nhµ gåm

+ PhÇn diÖn tÝch têng x©y

+ PhÇn diÖn tÝch cöa gç vµ cöa kÝnh

* Công trình đợc xây dựng 9 tầng, diện tích xây dựng của các tầngbằng nhau Chiều cao của từng tầng nh sau

Tầng 1 cao : 4,5 mTầng 2,3,4,8,9 cao : 3,0 m

* Công trình đợc xây dựng trên một diện tích mặt bằng lớn, bốn phíacủa công trình đều là khoảng trống Thông số xây dựng từ các hớng của côngtrình đợc thể hiên qua bảng 2.1 đến bảng 3

* Kết cấu mái của công trình

Phần mái của công trình đợc bố trí để máy móc và thiết bị kỹ thuật nênmái chỉ đợc đổ một lớp bê tông cốt thép dày: 200 mm

* Kết cấu nền của công trình

Nền của công trình có kết cấu cơ bản nh sau:

- Lớp thứ nhất là lớp gạch men dày 10 mm;

- Lớp thứ hai là lớp vữa dày 30 mm;

Sau đây là phần tính toán chi tiết 2 phòng nói trên

3.2.1 Nhiệt do máy móc tỏa ra Q 1

Do tính chất sử dụng của công trình các phòng chủ yếu là phòng làmviệc nên không sử dụng động cơ máy móc mà chủ yếu là thiết bị văn phòng

nh : máy tính, máy in, máy photo coppy, máy fax

Nhiệt toả ra từ các máy đợc tinh theo công thức :

Q1 = n1,N1, W

n1 - số máy tính có trong không gian điều hoà

N 1 - công suất của một gian máy vi tính, với máy tính thờng côngsuất N1 = 300 W/máy

Số máy tính trong các phòng còn phụ thuộc vào tính chất công việc củaphòng đó và số nhân viên

* Nhiệt do máy toả ra ở phòng 2 tầng 1 là : có 2 máy tính

Ncs là tổng công suất của tất cả các đèn chiếu sáng

ở đây ta lấy công suất của đèn chiếu sáng là 10 W/1m2

* Công suất đèn chiếu sáng phòng 2 tầng 1 là

Q2 p2= 10.183,75 = 1837,5 W

* Công suất đèn chiếu sáng phòng 3 tầng 9 là

Q2 p3= 10.87,75 = 877,5 W

3.2.3 Nhiệt do ngời toả ra Q3

Nhiệt do ngời toả vào không khí bao gồm 2 phần: Nhiệt hiện qh (dotruyền bằng đối lu và bức xạ) và nhiệt ẩn do bay hơi nớc (mồ hôi, hơi thở ) q

w

q = qh + qw

Khi tính toán thông gió và điều tiết không khí ta chỉ tính đến thay đổitrạng thái của không khí và cả nhiệt độ, độ ẩm, do đó phải tính theo nhiệt toảtoàn phần.

Q3= n.q

n - là số ngời trong không gian điều hoà

q - là nhiệt toàn phần, chọn q = 125 W/ngời, theo [1]

* Nhiệt do ngời toả ra ở phòng 2 tầng 1 là: có 12 ngời

G4 - là khối lợng bán thành phẩm đa vào, kg/s

C p - là nhiệt dung riêng khối lợng bán thành phẩm , kJ/kgK

W4 - là lợng ẩm toả ra (hoặc ngng tụ vào) bán thành phẩm

r - là nhiệt ẩm hoá hơi của nớc, r = 2442 kJ/kg (ở 250C)

Do đây là trụ sở toà báo Kinh Tế nên chỉ có nhân viên, cán bộ của toàbáo họat động, do đó bỏ qua lợng nhiệt do các nhân tố khác sinh ra vì rất nhỏ

Ftb - Diện tích bề mặt trao đổi nhiệt, m2

ttb-tT - Hiệu nhiệt độ bề mặt thiết bị và nhiệt độ phòng, K

Do đây là trụ sở toà báo Kinh Tế nên không có thiết bị trao đổi nhiệt, vìvậy

Fk - diện tích kính chịu bức xạ tại thời điểm tính toán, m2 ;

 1 - Hệ số trong suốt của kính:

* Nhiệt tỏa do bức xạ mặt trời qua kính ở tờng hớng Bắc

- Phòng 2 tầng 1: ở hớng bắc phòng 2 tầng 1 chỉ là tờng và cửa gỗ tiếpxúc với hành lang nên

* Nhiệt tỏa do bức xạ mặt trời qua kính ở tờng hớng Nam

Tại Hà Nội, hớng Nam cờng độ bức xạ mặt trời lên kính IN

3.2.7 Nhiệt toả do bức xạ mặt trời qua bao che Q7

Thành phần này toả nhiệt vào trong phòng do bức xạ mặt trời làm chokết cấu bao che nóng hơn mức bình thờng, ở đây chủ yếu tính cho mái ở tầng

9 Theo công thức 3.20[1]

G8 - Lu lợng không khí rò lọt qua cửa mở hoặc khe cửa, kg/s

G8 =  L8 = 1,2 1,5 V, kg/s

V - Thể tích phòng, m3;

 - Khối lợng riêng không khí,  = 1,2 , kg/m3

L8 = 1,5 V, m3/h;

IN , IT - Entanpy không khí ngoài trời và trong nhà, J/kg;

Theo thông số nhiệt độ và độ ẩm cho điều hoà cấp 3 ở Hà Nội tra đồ thịI-d có :

3.2.9 Nhiệt thẩm thấu qua vách Q9

Nhiệt thẩm thấu qua kết cấu bao che do chênh lệch nhiệt độ bên ngoài

và bên trong nhà đợc tính theo công thức 3.23 [1]

Q9 =  ki Fi t i

ki- Hệ số truyền nhiệt qua kết cấu bao che thứ i, W/m2K;

Fi - Diên tích bề mặt kết cấu bao che thứ i, m2;

+ Vách tiếp xúc với không khí bên ngoài; t i = 32,8- 25 = 7,8 K

+ Vách tiếp xúc với hành lang ; t i = (32,8- 25) 0,7 = 5,46 K

Nhiệt thẩm thấu qua vách gồm : nhiệt thẩm thấu qua tờng, nhiệt thẩmthấu qua cửa kính, và nhiệt thẩm thấu qua vách kính

3.2.9.1 Nhiệt thẩm thấu qua tờng Q T

Tờng gồm 2 lớp vữa và một lớp gạch, có các thông số nh sau:

1

, W/ m2 K

T

 = 10 W/m2 K ; N = 20 W/ m2 K;

i

 , i - Bề dày và hệ số dẫn nhiệt của vật liệu xây dựng, m,W/mK;

t9 + Vách tiếp xúc trực tiếp với không khí ngoài trời t = tN - tT ; + Vách tiếp xúc với không gian đệm : t= 0,7 (tN -tT );

+ Vách tiếp xúc trực tiếp với không gian có điều hoà không khí t= 0

Stt Vật liệu  , m , W/mK

- HÖ sè truyÒn nhiÖt qua têng :

k =

20

1 7 , 0

22 , 0 6 , 0

03 , 0 2 10 1

3.2.9.2 NhiÖt thÈm thÊu qua kÝnh vµ v¸ch kÝnh Q9k

* §èi víi kÝnh ta cã: HÖ sè truyÒn nhiÖt qua kÝnh 1 líp dµy 0,005m cã

 = 0,12 W/mK

kK =

20

1 12 , 0

005 , 0 10 1

1





3.2.9.3 NhiÖt thÈm thÊu qua cöa gç Q9CG

Cöa gç dµy 40mm cã hÖ sè dÉn nhiÖt  = 0,3 W/mK

kCG=

20

1 3 , 0

04 , 0 10 1

k10 - Hệ số truyền nhiệt qua trần , W/m2 K;

F10 - Diện tích trần hoặc mái , m2;

10

t

 - Hiệu nhiệt độ trong và ngoài trần , K

* Tính nhiệt thẩm thấu qua trần phòng 1, 2, 3 tầng 9:

- Trần có kết cấu nh sau :

1 lớp vữa trát dày 30 mm , có hệ số dẫn nhiệt = 0,6 W/mK;

1 lớp bêtông cốt thép dày 200mm , có hệ số dẫn nhiệt = 1,5 W/mK.10

2 , 0 6 , 0

03 , 0 10 1

* Tính nhiệt thẩm thấu qua trần phòng 3 tầng 1:

Trần gồm 1 lớp bêtông dày 200mm , có trát và lát gạch, theo bảng3.4[1] có k định hớng bằng 1,88 W/ m2K ở trên phòng 3 tầng 1 là hành langtầng 2 nên ta tính la trần tiếp xúc với không gian đệm, t10= 0,7(tN - tT)K t10= 5,46 K

Q 3= 1,88 5,5 5,46

Q 3= 56,50 W

3.2.11 Nhiệt thẩm thấu qua nền Q11

Phía dới của sàn là không gian đệm tính giống nh nhiệt thẩm thấu quatrần

* Nhiệt thẩm thấu qua nền tầng 1:

n - Số ngời trong phòng điều hoà ;

qn - Lợng ẩm mỗi ngời toả ra trong một đơn vị thời gian , kg/s chọn q

3.3.2 Lợng ẩm do rò lọt không khí mang vào

Lợng ẩm do rò lọt không khí mang vào đợc tính theo công thức:

W2 = G8 (dN -dT ) , g/s

G8 - Lợng không khí rò lọt qua cửa mở hoặc khe cửa , kg/s;

dN ,dT - Dung ẩm không khí ngoài trời và trong nhà , g/kg;

Theo thông số nhiệt độ và độ ẩm cho điều hoà cấp 3 ở Hà Nội tra đồ thịI-d có :

T =

TH

TH W

Q

, kJ/kg;

T = 3330,044,164 = 7572 kJ/kg

3.5 Tính kiểm tra đọng sơng trên vách

Để không xảy ra hiện tợng đọng sơng trên vách, hệ số truyền nhiệt thực

tế kt của vách phải nhỏ hơn hệ số truyền nhiệt cực đại kmax tính theo biểuthức sau đây: Theo [1]

Mùa hè :

kmax = N

T N

S N N

t t

t t

S T T

t t

t t

26 8 , 32





= 17,43 W/m2 K

5 , 17 25

3.6.1 Nguyên lý làm việc của sơ đồ tuần hoàn không khí một cấp

* Nguyên lý làm việc của sơ đồ nh sau:

Không khí ngoài trời có trạng thái N(tN, N ) với lu lợng GN đợc hútvào qua cửa lấy gió tơi có van điều chỉnh 1 vào buồng hoà trộn 3 để hoà trộnvới không khí có trạng thái T(tT, T ) với lu lợng GT từ miệng gió hồi 2 Hỗnhợp không khí hoà trộn có trạng thái C và lu lợng GN + GT đợc đa đến thiết bị

xử lý không khí 4 Tại đây nó đợc xử lý theo một chơng trình định sẵn đếntrạng thái O, sau đó đợc quạt 5 vận chuyển theo kênh gió 6 vào phòng 8.Không khí sau khi ra khỏi miệng thổi 7 có trạng thái V, vào phòng nhận nhiệtthừa QTH và ẩm thừa WTH rồi tự thay đổi trạng thái từ V đến T(tT, T ) theo hệ

số góc của tia quá trình T đã xác định từ trớc Sau đó một phần không khí

đ-ợc thải ra ngoài qua cửa thải 13 và một phần lớn đđ-ợc quạt gió hồi 12 hút vềqua miệng hút 9 theo kênh gió hồi 10 qua thiết bị lọc 11

Sau đây là sơ đồ nguyên lý làm việc của hệ thống ( hình 2)

8 t 9

10 11

5 - Quạt gió cấp; 6 - Kênh gió; 7 - Miệng thổi;

8 - Phòng ; 9 - Miệng hút; 10 - Kênh gió hồi;

11 - TB lọc 12 - Quạt gió hồi; 13 -Cửa thải

3.6.2 Thành lập và tính toán sơ đồ điều hoà không khí

Theo kết quả tính toán ở phần trên ta có:

Trên đồ thị I-d, kẻ tia quá trình T =7572 kJ/kg đi qua điểm T, cắt đờng

= 95% tại điểm O Trên đồ thị I-d ta xác định đợc các thông số trạng tháicủa điểm O là:

Hình 3: Sơ đồ tuần hoàn không khí một cấp trên đồ thị I- d

Nh vậy ta có tO = 170 C, thoả mãn điều kiện vệ sinh do đó điểm O V

3.6.3 Cách xác định các điểm nút trên đồ thị I-d

- Trên đồ thị I- d xác định vị trí các điểm T và N theo các thông số đãbiết

- Trên đồ thị I- d, trạng thái C là trạng thái hoà trộn của dòng không khítơi có lu lợng GN và trạng thái N(tN, N ) với dòng không khí tuần hoàn có lulợng GT và trạng thái T(tT, T ) Điểm C đợc xác định theo tỷ lệ hoà trộn:

- điểm O V là giao của đờng  = T =

3.7 Tính toán năng suất các thiết bị

3.7.1 Lu lợng không khí cần thiết để triệt tiêu toàn bộ lợng nhiệt thừa và ẩm thừa

G =

V T

T

I I

Q

 , kg/s;

G - năng suất gió cần thiết , kg/s ;

QTH - Nhiệt thừa của phòng , kW ;

IT,IV - Entanpi tra trên đồ thị I-d của điểm T và V , kJ/kg ;

n - Tổng số ngời trong phòng , ngời ;

VK- Lu lợng không khí tơi cần cung cấp cho 1 ngời trong 1 đơn vị thờigian , VK đợc xác định theo bảng 1.4[1] , VK = 35 m3/h , ngời

3.7.5 C«ng suÊt l¹nh cña thiÕt bÞ xö lý kh«ng khÝ Theo [1]

Theo nh phân tích công trình ở phần giới thiệu trong chơng 1, ta thấyrằng công trình có yêu cầu sử dụng lạnh cho từng không gian khác nhau, năngsuất lạnh cũng khác nhau nên ta cần chọn loại máy lạnh nào có thể đáp ứng đ-

ợc những yêu cầu đó Không những thế, công trình còn đòi hỏi thẩm mỹ vàgiảm thiểu tiếng khi vận hành máy cần phải đợc quan tâm trớc nhất

Với phần giới thiệu các phơng án điều hoà không khí ở trên, sau khi đãxem xét u nhợc điểm chính của từng hệ máy điều hoà không khí, ta nhận thấy

có hai hệ máy có thể đáp ứng đợc những yêu cầu trên là: hệ điều hoà khôngkhí trung tâm nớc và hệ máy điều hoà VRV

Xét về mặt giống nhau thì cả hai hệ máy này đều đáp ứng đợc nhu cầu

về năng suất lạnh của từng không gian điều hoà khác nhau Nhng với hệ điềuhoà trung tâm nớc, ta cần có vị trí lắp đặt máy và khi hoạt động gây ra tiếng

ồn lớn ở ngoài nhà Cùng với việc lắp đặt hệ máy này đòi hỏi nhu cầu cao hơn,phải bảo dỡng định kỳ, sửa chữa nên không thích hợp với công trình này.Xét hệ máy VRV, đây là hệ máy có nhiều u điểm cho công trình này vì

hệ máy VRV nhỏ gọn hơn so với hệ trung tâm nớc Cụm dàn nóng đợc bố trítrên tầng thợng hoặc bên sờn nhà, đờng ống dẫn môi chất lạnh nhỏ hơn nhiều

so với đờng ống nớc lạnh hay ống gió

Máy VRV khắc phục nhợc điểm của máy điều hoà khác là độ dài đờngống dẫn gas và độ cao giữa các dàn nóng và dàn lạnh Với hệ máy điều hoàVRV cho phép có thể kéo dài đờng ống gas giữa dàn nóng và dàn lạnh đến100- 120m và chênh lệch độ cao giữa dàn nóng và dàn lạnh là 50m, chênhlệch độ cao giũa dàn lạnh đầu tiên và dàn lạnh cuối cùng 15m

Dàn lạnh còn có nhiều kiểu, loại khác nhau rất đa dạng và phong phú,thích hợp cho nhiều kiểu kiến trúc khác nhau (đặt trên sàn, giấu trần cassettekiểu góc, giấu trần cassette kiểu một, hai và nhiều cửa thổi, giấu trần có ốnggió )

Qua những nhận định trên thì ta thấy, để đáp ứng những nhu cầu về điềuhoà không khí cho công trình toà nhà Trụ Sở Thời Báo Kinh Tế Việt Nam thì

hệ máy VRV là thích hợp nhất, dù còn có một số nhợc điểm nhỏ và giá thành

đầu t cao

4.1 Chọn dàn lạnh (Indoor Unit) cho các không gian điều hoà

Các dàn lạnh chọn cho công trình đợc tập hợp từ bảng 20 đến bảng 21